在嵌入式系统开发中,STM32微控制器因其高性能和灵活性而广泛应用于各种项目。STM32CubeMX是一款图形化配置工具,能够帮助开发者快速配置STM32微控制器的各种硬件特性,并生成初始化代码。串口通信是微控制器与外部设备或计算机通信的重要方式之一。直接内存访问(DMA)是一种能够允许外设直接读写内存的技术,从而减少CPU的负载并提高数据传输效率。环形队列(Ring Buffer Queue)是一种先进先出的数据结构,适用于处理数据流。 当使用STM32CubeMX配置串口并启用DMA功能时,可以实现数据的高效率接收。在该配置下,当串口接收到数据时,DMA控制器会自动将数据从串口读取到内存中的一个缓冲区。为了保证数据接收的连续性和稳定性,环形队列结构被用来存储DMA传输的数据。 环形队列的工作机制是基于一个固定大小的数组和两个指针(头部和尾部)来实现的。当DMA将数据写入环形队列时,它总是将数据写入尾部指针所指向的位置,并在数据写入后更新尾部指针。如果尾部指针追上头部指针,则表明队列已满,需要进行相应的处理以避免数据丢失。在while(1)循环中,系统会持续检查环形队列中是否有数据可处理。如果有数据,系统将从队列的头部读取数据,处理完毕后再更新头部指针,继续等待新的数据。 这种通过DMA和环形队列相结合的方式来接收串口数据的方法,能够有效提高程序对串口数据的处理能力,减少CPU的占用时间,使得CPU可以同时执行其他任务,比如处理用户输入、更新显示界面等。此外,使用DMA还能减少因中断频繁触发导致的CPU负载过大问题,提高了系统的稳定性和响应速度。 在具体实现时,开发者需要注意几个关键点。需要合理配置环形队列的大小,以保证在最坏情况下(即CPU来不及处理数据时)不会发生数据溢出。要在中断服务程序中处理DMA传输完成中断,及时更新队列尾部指针,并在while(1)循环中处理队列头部数据,更新头部指针。还要考虑数据处理过程中可能出现的异常情况,比如队列满时的数据覆盖,以及如何从队列中安全地读取数据而不造成数据错乱。 STM32CubeMX工具简化了这一过程,允许开发者通过图形化界面配置所需的硬件特性,一键生成初始化代码。开发者只需在生成的代码基础上实现具体的数据处理逻辑,从而大大降低了开发难度和提高了开发效率。 STM32CubeMX的串口DMA与环形队列接收的组合,是实现高效、稳定串口数据处理的有效方案。它适用于对实时性要求较高的应用场合,比如工业控制、远程通信等领域。通过合理设计环形队列和有效管理DMA中断,可以使串口通信更加高效可靠。
2025-12-22 15:34:54 6.68MB STM32CubeMX 环形队列 串口DMA
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西门子PLC源码解析:基于STM32F103RCT6的串口DMA传输与多样功能支持,西门子PLC源码解析:基于STM32F103RCT6的串口DMA传输与多功能开发平台支持,西门子PLC源码 224XP 226。 STM32CPU:STM32F103RCT6(或其他STM32F103系列大容量芯片) 开发平台:keilMDK5 串口收发数据使用DMA传输方式。 支持两路串口。 方便同时连接编程软件和触摸屏。 支持200软件(STEP7MicroWINV4)下载、上传程序块、数据块及系统块;支持监视程序(程序状态监视、状态表监视);支持2 3级密码保护功能。 支持位逻辑指令、定时器 计数器指令、传送,算术运算指令、逻辑运算指令、位移指令,子程序、跳转、步进状态转移、数据转、浮点数比较、浮点数运算指令等。 注释详尽,语句简单易懂。 ,PLC源码; 224XP; 226系列; STM32F103RCT6; KeilMDK5; 串口DMA传输; 双重串口支持; 触摸屏连接; 程序下载上传; 监视程序; 密码保护功能; 位逻辑指令; 定时器计数器指令; 传送算术运算指令; 逻辑运算指令; 状态转
2025-12-12 16:24:26 3.06MB css3
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STM32H7系列是意法半导体(STMicroelectronics)推出的高性能微控制器,基于ARM Cortex-M7内核,具有高速处理能力和低功耗特性。在嵌入式开发中,串口通信是一种常用的通信方式,而DMA(直接内存访问)技术可以极大地提高数据传输效率,减少CPU的负担。本文将详细介绍如何在STM32H7上实现串口通过DMA进行字符串输出的实验。 串口通信是嵌入式系统中设备间通信的基本手段之一,通常包括UART(通用异步收发传输器)和USART(通用同步/异步收发传输器)两种。STM32H7支持多种串口,包括UART和USART,它们可以配置为全双工、半双工或单工模式,并且支持DMA传输。 在STM32H7上配置串口DMA时,首先需要设置串口参数,如波特率、数据位、停止位和校验位等。这些参数可以通过HAL库中的`HAL_UART_Init()`函数来设定。接下来,要开启DMA服务,选择合适的DMA通道,并配置相应的传输模式。STM32H7有多个DMA实例(如DMA1、DMA2),每个实例包含多个通道,可以根据需求选择合适的通道进行串口通信。 配置DMA传输时,需要设置源地址(通常为发送缓冲区的地址)、目标地址(对应串口的发送FIFO地址)和传输长度。同时,还需设置传输完成中断或半传输中断,以便在数据发送完成后执行相应的回调函数。 在STM32H7的HAL库中,可以使用`HAL_UART_Transmit_DMA()`函数启动串口的DMA发送。该函数会启动指定串口的DMA传输,并在传输完成后自动触发回调函数。在回调函数中,可以进行一些后续处理,例如更新发送状态、清除发送标志等。 串口DMA字符串输出的实验步骤大致如下: 1. 初始化串口:配置串口参数,如波特率为9600,数据位8,停止位1,无校验。 2. 配置DMA:选择一个空闲的DMA通道,设置源地址为待发送字符串的首地址,目标地址为串口发送寄存器的地址,传输长度为字符串长度+1(包含结束符'\0')。 3. 注册回调函数:在DMA传输完成时,系统会自动调用预先注册的回调函数,此时可以更新发送状态或执行其他操作。 4. 启动DMA发送:调用`HAL_UART_Transmit_DMA()`函数,传入串口句柄和DMA传输结构体,开始发送字符串。 5. 在回调函数中处理:当DMA传输完成时,回调函数会被调用,可以在这里进行状态更新或启动新的发送任务。 为了确保实验的成功,还需要注意以下几点: - 确保串口和DMA的相关时钟已开启。 - 设置适当的DMA优先级,避免与其他DMA冲突。 - 检查并确保串口和DMA的中断线已被正确连接。 - 在DMA传输过程中,避免对发送缓冲区进行读写操作,以免数据错乱。 通过以上步骤,你可以在STM32H7上实现串口DMA的字符串输出功能,提升串口通信的效率,降低CPU占用率。在实际项目中,这个功能对于大量数据的发送,特别是在实时性要求较高的场景下,有着显著的优势。
2025-08-21 14:29:21 73.59MB stm32
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gd32f303单片机串口+DMA代码完整运行代码,仅供参考
2025-08-14 08:39:23 10KB 串口DMA
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STM32 HAL 库实现乒乓缓存加空闲中断的串口 DMA 收发机制 STM32 HAL 库实现乒乓缓存加空闲中断的串口 DMA 收发机制,轻松跑上 2M 波特率。 STM32 中一般的 DMA 传输方向有内存->内存、外设->内存、内存->外设。通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART),在嵌入式开发中一般称为串口,通常用于中、低速通信场景,波特率低有 6400 bps,高能达到 4~5 Mbps。 在 STM32 中使用 DMA 收发数据,可以节约可观的 CPU 处理时间。特别是在高速、大数据量的场景中,DMA 是必须的,而双缓冲区、空闲中断以及 FIFO 数据缓冲区也是非常重要的成分。 在本文中,我们将使用 STM32CubeMX 配置串口,首先使能高速外部时钟,然后设置时钟树。接下来配置串口,选择一个串口,设置模式为 Asynchronous,设置波特率、帧长度、奇偶校验以及停止位长度。然后添加接收和发送的 DMA 配置,注意在 RX 中将 DMA 模式改为 Circular,这样 DMA 接收只用开启一次,缓冲区满后 DMA 会自动重置到缓冲区起始位置,不再需要每次接收完成后重新开启 DMA。 在串口收到数据之后,DMA 会逐字节搬运到 RX_Buf 中。当搬运到一定的数量时,就会产生中断(空闲中断、半满中断、全满中断),程序会进入回调函数以处理数据。全满中断和半满中断都很好理解,就是串口 DMA 的缓冲区填充了一半和填满时产生的中断。而空闲中断是串口在上一帧数据接收完成之后在一个字节的时间内没有接收到数据时产生的中断,即总线进入了空闲状态。 现在网络上大部分教程都使用了全满中断加空闲中断的方式来接收数据,不过这存在了一定的风险:DMA 可以独立于 CPU 传输数据,这意味着 CPU 和 DMA 有可能同时访问缓冲区,导致 CPU 处理其中的数据到中途时 DMA 继续传输数据把之前的缓冲区覆盖掉,造成了数据丢失。所以更合理的做法是借助半满中断实现乒乓缓存。 乒乓缓存是指一个缓存写入数据时,设备从另一个缓存读取数据进行处理;数据写入完成后,两边交换缓存,再分别写入和读取数据。这样给设备留足了处理数据的时间,避免缓冲区中旧数据还没读取完又被新数据覆盖掉的情况。 但是出现了一个小问题,就是 STM32 大部分型号的串口 DMA 只有一个缓冲区,要怎么实现乒乓缓存呢?没错,半满中断。现在,一个缓冲区能拆成两个来用了。看这图我们再来理解一下上面提到的三个中断:接受缓冲区的前半段填满后触发半满中断,后半段填满后触发全满中断;而这两个中断都没有触发,但是数据包已经结束且后续没有数据时,触发空闲中断。 举个例子:向这个缓冲区大小为 20 的程序传送一个大小为 25 的数据包,它会产生三次中断,如下图所示。程序实现原理介绍完成,感谢 ST 提供了 HAL 库,接下来再使用 C 语言实现它们就很简单了。首先开启串口 DMA 接收。 #define RX_BUF_SIZE 20 uint8_t USAR_RX_Buf[RX_BUF_SIZE]; 在上面的例子中,我们定义了一个大小为 20 的缓冲区 USAR_RX_Buf,並将其设置为串口 DMA 的接收缓冲区。然后,我们可以使用 HAL 库提供的函数来开启串口 DMA 接收。 HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, USAR_RX_Buf, RX_BUF_SIZE); 在串口收到数据之后,DMA 会逐字节搬运到 RX_Buf 中。当搬运到一定的数量时,就会产生中断(空闲中断、半满中断、全满中断),程序会进入回调函数以处理数据。在回调函数中,我们可以将数据写入 FIFO 中供应用读取。 void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { // 将数据写入 FIFO 中 FIFO_Put(USAR_RX_Buf, RX_BUF_SIZE); } 在上面的例子中,我们使用 HAL 库提供的回调函数 HAL_UART_RxCpltCallback 来处理数据。在这个函数中,我们将数据写入 FIFO 中供应用读取。这样,我们就可以轻松地实现高速的串口收发机制。 使用 STM32 HAL 库可以轻松地实现高速的串口收发机制,轻松跑上 2M 波特率。同时,我们还可以使用乒乓缓存和空闲中断来避免数据丢失和提高系统的可靠性。
2025-04-04 19:14:28 1.22MB stm32
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STM32H743是意法半导体(STMicroelectronics)推出的一款高性能微控制器,属于STM32H7系列,具备强大的ARM Cortex-M7内核。在这个项目中,我们将探讨如何利用STM32H743的串口(USART)功能,并通过DMA(直接存储器访问)进行数据传输。DMA允许在不占用CPU资源的情况下,实现外设与内存之间的高效数据交换。 串口(USART)是通用同步/异步收发传输器,常用于设备间的通信。在STM32H743上配置串口需要完成以下步骤: 1. **初始化配置**:设置波特率、数据位数、停止位和校验位。这些参数可根据通信协议和需求进行定制。 2. **中断或DMA选择**:这里采用DMA方式,因此需要开启串口的DMA请求,并配置合适的DMA通道。 3. **DMA配置**:创建DMA配置结构体,设定传输方向(发送或接收)、数据宽度、内存到外设或外设到内存模式等。 4. **MPU配置**:内存保护单元(MPU)可以保护内存区域免受非法访问。在使用DMA时,确保MPU配置允许DMA通道访问所需内存区域。 5. **缓存开启**:STM32H743支持数据和指令缓存,开启缓存能提高数据读取速度。配置缓存时,要确保与DMA的使用兼容。 6. **RAM分区**:根据应用需求,可能需要将RAM划分为多个区域,如堆栈、动态内存分配区等。 具体实现时,首先在初始化函数中配置串口和DMA。例如,使用HAL库的`HAL_UART_Init()`和`HAL_DMA_Init()`函数。接着,开启串口的DMA请求,这通常在`HAL_UART_MspInit()`回调中完成,调用`HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA_IRQn)`来启用对应DMA通道的中断。 对于MPU配置,可以使用`HAL_MPU_ConfigRegion()`函数,设定访问权限和优先级。开启缓存可能涉及`SCB_EnableDCache()`和`SCB_EnableICache()`函数。分配RAM区域可通过`HAL_RCC_GetSRAMSize()`和`HAL_RCC_GetPCCARDRAMSize()`等函数获取总RAM大小,然后用`__attribute__((section(".mySection")))`这样的内存定位属性进行分配。 在数据传输过程中,启动发送或接收操作,例如通过`HAL_UART_Transmit_DMA()`或`HAL_UART_Receive_DMA()`。当传输完成时,DMA中断会被触发,此时需在中断服务程序中处理完传输状态,更新标志位或者执行其他必要的动作。 在H743_BSP_Validate这个文件包中,可能包含了验证这些功能的示例代码、配置文件以及必要的头文件。用户可以参考这些代码来理解和实现STM32H743的串口DMA驱动程序。为了确保程序正确运行,还需要注意系统时钟配置、异常处理以及串口和DMA的中断优先级设置。 STM32H743的串口DMA驱动涉及到硬件层的串口、DMA和MPU配置,以及软件层的中断处理和内存管理。正确理解并实施这些概念,能够构建高效、可靠的串口通信系统。
2024-07-29 19:35:57 7.16MB STM32H743 DMA USART 串口
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stm32f105用DMA方式实现串口收发,真正意义上的效率至上
2024-03-23 04:21:31 6.42MB 串口-DMA
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f407串口dma 比较实用的程序
2023-09-14 19:01:55 615KB stm32
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STM32F4 串口(DMA发送接收方式)代码例程 STM32F4 DMA收发 经过稳定测试 初始化后直接用
2023-05-19 17:03:32 2KB STM32F4 串口 DMA
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基于STM32F4平台的串口DMA双缓冲实验程序,加空闲中断不定长,加FIFO循环,结构稳定,可直接用于项目中,实测2M波特率无压力
2023-02-26 12:20:48 19.32MB STM32 DMA 串口 不定长
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